一种基于动态标签的NFC充电装置 |
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| 申请号 | CN202321917628.9 | 申请日 | 2023-07-20 | 公开(公告)号 | CN220830334U | 公开(公告)日 | 2024-04-23 |
| 申请人 | 浙江先芯科技有限公司; | 发明人 | 王时淼; 丁剑林; 叶飞; | ||||
| 摘要 | 本实用新型公开了一种基于动态标签的NFC充电装置，用来解决 现有技术 中结构复杂，成本较高的问题，包括发射端：包括NFC芯片、 单片机 、标签识别模 块 和信息存储模块，NFC芯片与标签识别模块和信息存储模块连接，单片机连接NFC芯片；接收端：包括NFC天线、匹配 电路 和充电模块，NFC天线与匹配电路连接，匹配电路与充电模块连接。本实用新型解决现有技术中结构复杂，成本较高的问题，结构简单，功能完善，成本较低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于动态标签的NFC充电装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种基于动态标签的NFC充电装置技术领域[0001] 本实用新型涉及无线充电领域，具体涉及一种基于动态标签的NFC充电装置。 背景技术[0002] NFC(Near Field Communication)是一种短距离非接触式通信技术，可实现在两个设备之间进行相互交换信息，它可以在10厘米以内实现双向无线通讯，其具有高速、简单、安全的特点。现有的使用NFC无线充电技术，大多采用在接收端的天线后增加整流电路来实现，通过整流电路将13.56Mhz的交流电转换成直流后，经过电源管理来实现对锂电池的充电。 [0003] 现有技术方案的缺点是接收端需要外部增加整流电路，且大多使用双天线，一个天线用于NFC信息交互，一个天线用于电能转换，现有方案的硬件结构复杂，成本较高，而部分客户应用偏向于低充电效率以降低成本的方案，所以需要提供一种低成本的NFC充电装置。 [0004] 公开(公告)号：CN217692812U，公开(公告)日：2022‑10‑28涉及一种基于NFC的无线充电控制系统，包括：供电模块，包括调压供电单元、NFC读卡器、第一NFC线圈；充电模块，包括NFC标签、第二NFC线圈、整流采集单元，所述第二NFC线圈用于与所述第一NFC线圈产生磁感应以生成第二交变电流，所述整流采集单元用于对所述第二交变电流整流，并将整流后的所述第二交变电流对应的充电电压输出至所述NFC标签存储；所述NFC读卡器用于读取所述NFC标签存储的所述充电电压，所述调压供电单元用于根据读取的所述充电电压调整向所述第一NFC线圈输送的第一交变电流。但该方案需要多个NFC线圈，接收端采用了整流电路，整体成本较高，无法达到低成本的要求。实用新型内容 [0005] 本实用新型的目的是为了解决现有技术中无线充电装置结构复杂，成本较高的问题，提供一种结构简单，功能完善，成本较低的NFC充电装置。 [0006] 为了实现上述目的，本实用新型提供的方案为：一种基于动态标签的NFC充电装置，其特征在于，包括：发射端：包括NFC芯片、单片机、标签识别模块和信息存储模块，NFC芯片与标签识别模块和信息存储模块连接，单片机连接NFC芯片；接收端：包括NFC天线、匹配电路和充电模块，NFC天线与匹配电路连接，匹配电路与充电模块连接。装置整体由发射端和接收端组成，NFC芯片作为发射端的信号发射部分，单片机作为发射端的主控，通过标签识别模块对动态标签信息的判断及识别，将得到的信息存储在信息存储模块中，NFC芯片将整合得到的信息通过信号的形式发送到接收端并开启交流磁场持续提供能量；接收端NFC天线接收NFC信号并接收交流磁场提供的能量，通过匹配电路的作用把NFC天线和动态标签的频率匹配NFC的载波频率，将天线接收的能量转化为电能提供给充电模块，从而给电池供电。 [0007] 优选的，发射端还包括电源，单片机与电源连接，单片机充当充电装置的主控模块，控制NFC芯片进行信息识别存储发送的功能，确认是否为目标设备，从而实现对装置接触到设备的动态标签信息进行初步处理。 [0008] 优选的，充电模块包括动态标签处理模块和电池接触模块，动态标签处理模块与匹配电路连接，电池接触模块与动态标签处理模块连接，动态标签处理模块能将匹配电路转化后的信息与电能做最终处理，当天线与动态标签频率匹配时，通过不断接收发射端提供的能量将天线与匹配电路转化的能量输入到电池接触模块中；电池接触模块设置在设备槽的接触端，通过传导块与所需充电设备直接接触，将动态标签处理模块捕获的电能传输给所需充电设备从而完成无线充电。 [0009] 优选的，发射端还包括磁场发射器，NFC芯片与磁场发射器连接，工作时，发射端控制开启动态标签能量捕获功能，当捕捉到设备的动态标签信息时，通过NFC芯片控制磁场发射器，将发射端的电能转化为持续的交流磁场，将能量发送给接收端，从而实现发射端能量传输的功能。 [0010] 发射端循环扫描设备标签，当检测到有目标动态标签时，通过标签的类型、UID及存储标签信息确认标签，并将标签信息记录至信息存储模块，通过NFC芯片控制打开标签能量捕获功能，控制磁场发射器持续发射交流磁场，当循环检测检测到标签不存在即设备被取出时，关闭磁场发射器，重新开始检测。 [0012] 优选的，半导体芯片能量捕获输出端口V_EH和电压接入端口VCC分别通过电阻R1和电阻R2与VCC端连接，半导体芯片电压接入端口VCC通过电容C1与GND端连接，半导体芯片公共端口VSS与GND端连接，电源输入通过电阻电容保护给半导体芯片供电，半导体芯片控制天线与动态标签的频率进行匹配，从而达到电能输出的匹配条件。 [0013] 优选的，电容C2两端分别通过电容C3和电容C4与GND端连接，电容C2、电容C3、电容C4共同作用作为NFC天线的接收部分，能够将接收到的电信号暂时存储与传输。 [0014] 优选的，半导体芯片第一信号处理端口AC0和第二信号处理端口AC1分别与NFC天线第一输出端口和第二输出端口连接，NFC天线的数量为一个，第一信号处理端口AC0和第二信号处理端口AC1接收NFC芯片发出的交流信号，并输出应答信号，通过NFC天线与半导体芯片连接，将接收端接收到的磁场能量重新转化为电能，作为无线充电中能量转换桥的作用，并匹配天线与动态标签的频率实现能量传输功能，为充电模块提供电能。 [0015] 优选的，发射端与接收端共同作用实现能量的无线传输，通过捕捉动态标签的信息，运用NFC芯片实现所需充电设备在充电装置上充电的过程。 [0016] 本实用新型的有益效果是： [0017] (1)通过单个天线即可完成NFC信息交互和电能转换的功能。 [0019] 图1是本实用新型的装置连接框图。 [0020] 图2是本实用新型的匹配电路连接图。 [0021] 图3是本实用新型的工作流程图。 具体实施方式[0022] 下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于如下所述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 [0023] 本实用新型提供一种技术方案： [0024] 如图1所示，一种基于动态标签的NFC充电装置，其特征在于，包括： [0025] 发射端：NFC芯片与单片机连接，单片机通过电源供电，NFC芯片与标签识别模块、信息存储模块和磁场发射器连接。 [0026] 接收端：包括一个NFC天线、谐振匹配电路、充电模块，NFC天线与谐振匹配电路连接，谐振匹配电路与充电模块连接，充电模块包括动态标签处理模块和电池接触模块，动态标签处理模块与谐振匹配电路连接，电池接触模块与动态标签处理模块连接。 [0027] 如图2所示，匹配电路包括半导体芯片，半导体芯片第一信号处理端口AC0和第二信号处理端口AC1间连接有电容C2，半导体芯片能量捕获输出端口V_EH和电压接入端口VCC分别通过电阻R1和电阻R2与VCC端连接，半导体芯片电压接入端口VCC通过电容C1与GND端连接，半导体芯片公共端口VSS与GND端连接，电容C2两端分别通过电容C3和电容C4与GND端连接，半导体芯片第一信号处理端口AC0和第二信号处理端口AC1分别与NFC天线第一输出端口和第二输出端口连接。 [0028] 如图3所示，装置发射端单片机控制NFC芯片开启动态标签能量捕获功能，进行持续扫卡识别，以卡片状设备(厚度小，容量低的卡片状锂电池)为例，当卡片放置在与电池接触模块贴合的卡槽内时，判断是否扫描到动态标签信息的状态，若判断为是，则捕获动态标签能量并记录动态标签信息并存储至信息存储模块中，NFC芯片控制磁场发射器发射连续磁场，同时，定时检测卡片标签是否还处于卡槽内；若卡片从卡槽中拔出或未放入有效设备，装置无法检测到动态标签信息，此时判断为否，则NFC芯片控制磁场发射器停止工作，装置继续进行持续扫卡的功能，直至扫描到动态标签信息，重复以上步骤。 [0029] 装置接收端单个NFC天线接收发射端发出的动态标签信息及磁场发射器发出的能量，传输至匹配电路，将天线频率与动态标签整体频率相匹配，达到最佳的传输性能，将天线的能量输出给卡槽内电池中进行充电。 [0030] 以上展示和描述了本实用新型的基本特征、原理和本实用新型的优点。应当指出，本实用新型不受上述实施例的限制，仅为部分实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，做出的若干改进和补充均视为本实用新型的保护范围。 |
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